JP2004210986A

JP2004210986A - Composition, polymer coagulant and method of sludge dewatering

Info

Publication number: JP2004210986A
Application number: JP2003000673A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Mori; 嘉男森
Original assignee: Toagosei Co Ltd
Current assignee: Toagosei Co Ltd
Priority date: 2003-01-06
Filing date: 2003-01-06
Publication date: 2004-07-29

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composition which is excellent in coagulation and dewatering properties for various kinds of sludge, especially for a sludge of a high excess sludge ratio, and to provide a polymer coagulant and a method for sludge dewatering. <P>SOLUTION: The composition comprises (A) not less than two sorts of amphoteric polymers, which have a cationic monomer unit and an anionic monomer unit and whose ratio of the above-mentioned monomers is different from each other and (B) a cationic polymer having a (meth)acrylate-based cationic monomer as a constitutionally essential monomer unit. The polymer coagulant comprises the above-mentioned composition. The method of sludge dewatering is to add the above-mentioned polymer coagulant to a sludge and to carry out dewatering. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、凝集力及び脱水性に優れ、濾過速度が速く、優れたフロックを得ることができるという各種凝集脱水性能に優れる組成物及び高分子凝集剤並びに及びこれを使用する汚泥脱水方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、汚泥の脱水処理には、カチオン性高分子凝集剤が単独で使用されているが、近年、汚泥発生量の増加及び汚泥性状の悪化により、従来のカチオン性高分子凝集剤では、汚泥の処理量に限界があることや、脱水ケーキ含水率、ＳＳ回収率及びケーキのろ布からの剥離性等の点で処理状態は必ずしも満足できるものではなく、これらの点を改善することが要求されている。
【０００３】
従来のカチオン性高分子凝集剤のこれら欠点を改良するために、種々の両性高分子凝集剤やこれをを使用した脱水方法が種々提案されている。
例えば、（１）無機汚泥を含まない無機凝集剤を添加したｐＨが５〜８の有機質汚泥に、特定イオン当量のカチオンリッチ両性高分子凝集剤を添加する汚泥の脱水方法（特許文献１参照）、（２）ｐＨが５〜８の有機質汚泥に、アクリレート系カチオン性高分子凝集剤と両性高分子凝集剤を併用する汚泥の脱水方法（特許文献２参照）、（３）汚泥に無機凝集剤を添加しｐＨを５未満に設定し、特定組成のアニオンリッチ両性高分子凝集剤を添加する脱水方法（特許文献３）及び（４）排水に無機凝集剤、アニオン性高分子凝集剤及びカチオンリッチ両性高分子凝集剤を順次添加する有機性排水の処理方法（特許文献４参照）等が知られている。
【０００４】
【特許文献１】
特公平５−５６１９９号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】
特許２９３３６２７号公報（特許請求の範囲）
【特許文献３】
特公平６−２３９号公報（特許請求の範囲）
【特許文献４】
特開平６−１３４２１３号公報（特許請求の範囲）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記（１）〜（４）の脱水方法は、それなりに特長を有するものではあるが、最近の廃水の難脱水化傾向に対して、必ずしも有効的な方法とは言い難いものであった。
即ち、廃水処理後のＣＯＤ値をより低いものとする要求があるため、廃水に対する活性汚泥処理の比率が従来より高くなっており、汚泥脱水処理を行なう汚泥は余剰汚泥を多く含んだものとなり、又製紙廃水においては、廃水中の繊維分の回収率が上昇しているため、汚泥中の繊維分含有量が低くなり、従来の高分子凝集剤や汚泥脱水方法では対応できない場合があった。
【０００６】
本発明者は、種々の汚泥に対して凝集脱水性能に優れ、特に余剰比率の大きい汚泥に対しても凝集脱水性能に優れる組成物、高分子凝集剤及び汚泥の脱水方法を見出すため鋭意検討を行ったのである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記課題を解決すべく種々の検討を行なった結果、カチオン性単量体単位とアニオン性単量体単位との共重合割合の異なる２種以上の両性高分子と、（メタ）アクリレート系カチオン性高分子を併用した組成物が有効であることを見出し、本発明を完成した。
以下に、本発明を詳細に説明する。
尚、本明細書においては、アクリレート又はメタクリレートを（メタ）アクリレートと表し、アクリルアミド又はメタクリルアミドを（メタ）アクリルアミドと表し、アクリル酸又はメタクリル酸を（メタ）アクリル酸と表し、アクリロニトリル又はメタクリロニトリルを（メタ）アクリロニトリルと表す。
【０００８】
【発明の実施の形態】
１．（Ａ）２種以上の両性高分子
（Ａ）成分は、カチオン性単量体単位とアニオン性単量体単位を有し、前記単量体単位の割合が異なる２種以上の両性高分子である。
（Ａ）成分を構成する両性高分子としては、カチオン性単量体単位及びアニオン性単量体単位を必須構成単量体単位とする共重合体であれば良い。
【０００９】
カチオン性単量体としては、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート及びジエチルアミノ−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート等のジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレートの塩酸塩及び硫酸塩等の３級塩；ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレートの塩化メチル付加物等のハロゲン化アルキル付加物及び塩化ベンジル付加物等のハロゲン化アリール付加物等の４級塩；Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド等のジアルキル（メタ）アクリルアミド等の塩酸塩及び硫酸塩等の３級塩；ジアルキル（メタ）アクリルアミドの塩化メチル付加物等のハロゲン化アルキル付加物及び塩化ベンジル付加物等のハロゲン化アリール付加物等の４級塩等が挙げられる。
【００１０】
アニオン性単量体としては、（メタ）アクリル酸及びこのナトリウム塩等のアルカリ金属塩又はアンモニウム塩；マレイン酸等及びそれらのアルカリ金属塩；アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸等のアクリルアミドアルキルアルカンスルホン酸及びこのアルカリ金属塩又はアンモニウム塩；並びにビニルスルホン酸及びこのアルカリ金属塩又はアンモニウム塩等が挙げられる。
【００１１】
両性高分子としては、必要に応じて前記単量体以外の単量体、具体的にはノニオン性単量体を併用したものであっても良い。ノニオン性単量体としては、（メタ）アクリルアミド、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート等のジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート、ジアルキルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド等のジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミド、スチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、アルキル（メタ）アクリレート、アルコキシアルキル（メタ）アクリレート、ビニルピリジン、ビニルイミダノール及びアリルアミン等を挙げることができる。これらの中でも、（メタ）アクリルアミドが好ましい。
【００１２】
いずれの単量体も、単独又は２種以上を使用することができる。
【００１３】
本発明における好ましい単量体の組合せとしては、▲１▼カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルアクリレートの３級塩又は４級塩、アニオン性単量体としてアクリル酸塩及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体、▲２▼カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルメタクリレートの３級塩又は４級塩、アニオン性単量体としてアクリル酸塩及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体、並びに▲３▼カチオン性単量体としてジアルキルアミノアルキルメタクリレートの３級塩又は４級塩とジアルキルアミノアルキルアクリレートの３級塩又は４級塩、アニオン性単量体としてアクリル酸塩及びノニオン性単量体としてアクリルアミドからなる共重合体がある。
【００１４】
本発明における両性高分子は、両性高分子の分子量については、分子量の指標である０．５％塩粘度が１０〜１２０ｍＰａ・ｓのものが好ましく、後記する高分子凝集剤として使用する場合、安定した脱水処理を達成するためには、１５〜９０ｍＰａ・ｓがより好ましい。
本発明において０．５％塩粘度とは、４％塩化ナトリウム水溶液に両性高分子を０．５％溶解した試料を２５℃で、Ｂ型粘度計にて、ローターＮｏ．１又は２を用いて、６０ｒｐｍで測定した値をいう。
【００１５】
両性高分子の製造方法については特に制限はなく、一般的な重合方法を採用することができる。例えば、水溶液重合であれば、重合開始剤として過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩や、レドックス系の重合開始剤等を用いて、熱ラジカル重合を行なう方法や、ベンゾイン及びアセトフェノン型の光重合開始剤を用いて紫外線照射により光ラジカル重合を行なうこともできる。又、逆相のエマルション重合であれば、前記重合開始剤以外に、アゾビスイソブチロニトリルや過酸化ベンゾイル等の水不溶性開始剤を用いて重合を行っても良い。
【００１６】
得られたゲル状の重合体は、その後、公知の方法で切断・細断する。細断した重合体は、バンド式乾燥機、回転式乾燥機、遠赤外線式乾燥機及び振動流動式乾燥機等の乾燥機を使用し、温度６０〜１５０℃程度で乾燥し、ロール式粉砕機等で粉砕して粉末状の共重合体とされ、粒度調整される。
本発明の組成物原料の両性高分子は、粉末状品のものが好ましく使用される。
【００１７】
本発明の（Ａ）成分は、カチオン性単量体単位とアニオン性単量体単位の割合が異なる２種以上の両性高分子を含むものであれば任意のものが使用可能である。
【００１８】
好ましい両性高分子の組み合わせとしては、カチオン性単量体単位のアニオン性単量体単位に対するモル基準の割合Ｃａ／Ａｎが、Ｃａ／Ａｎ≧１を満たすもの（以下カチオンリッチ両性高分子という）とＣａ／Ａｎ＜１（以下アニオンリッチ両性高分子という）を満たすものを併用してなるものである。カチオンリッチ両性高分子としては、さらにＣａ／Ａｎが１．５〜１０．０のものが、アニオンリッチ両性高分子としてはＣａ／Ａｎが０．５〜０．９のものが好ましい。
カチオンリッチ両性高分子及びアニオンリッチ両性高分子は、前記単量体単位割合を満たす様にカチオン性単量体単位とアニオン性単量体単位を共重合して得ることができる。
【００１９】
別の好ましい両性高分子の組み合わせとしては、両性高分子におけるカチオン性単量体単位及びアニオン性単量体単位の割合が、下記式（１）を満たす両性高分子（以下カチオンリッチ両性高分子１という）と下記式（２）を満たす両性高分子（以下カチオンリッチ両性高分子２という）からなり、さらにこれらが式（３）を満たすものが挙げられる。
【００２０】
【式２】
Ｃａ_１／Ａｎ_１≧１・・・・（１）
【００２１】
【式３】
Ｃａ_２／Ａｎ_２≧１・・・・（２）
【００２２】
【式４】
│（Ｃａ_１−Ａｎ_１）−（Ｃａ_２−Ａｎ_２）│≧１．５・・・・（３）
【００２３】
〔尚、上記式（１）〜（３）において、Ｃａ_１及びＡｎ_１は、それぞれ、カチオンリッチ両性高分子１における全構成単量体単位の合計量を１００モルに換算した場合における、全カチオン性単量体単位量及び全アニオン性単量体単位量のモル数を表し、Ｃａ_２及びＡｎ_２は、それぞれ前記と同様に、カチオンリッチ両性高分子２における全カチオン性単量体単位量及び全アニオン性単量体単位量のモル数を表す。〕
【００２４】
Ｃａ_１／Ａｎ_１としては１．２〜４０．０が好ましく、Ｃａ_２／Ａｎ_２としては１．２〜４０．０が好ましい。
│（Ｃａ_１−Ａｎ_１）−（Ｃａ_２−Ａｎ_２）│としては１．５〜４０．０が好ましい。この値が１．５に満たないと、凝集剤として使用した場合、本発明の様な高性能の凝集性能を発揮できないことがある。
【００２５】
カチオンリッチ両性高分子１及び同２は、前記単量体単位割合を満たす様にカチオン性単量体単位とアニオン性単量体単位を共重合して得ることができる。
【００２６】
（Ａ）成分における両性高分子の割合としては、目的に応じて適宜設定すれば良い。
カチオンリッチ両性高分子及びアニオンリッチ両性高分子を併用する場合は、カチオンリッチ両性高分子が２０〜６０質量％及びアニオンリッチ両性高分子が４０〜８０質量％の範囲が好ましい。
カチオンリッチ両性高分子１及び同２を併用する場合は、カチオンリッチ両性高分子１が１０〜９０質量％及びカチオンリッチ両性高分子２が９０〜１０質量％の範囲が好ましい。
【００２７】
カチオンリッチ両性高分子及びアニオンリッチ両性高分子、又はカチオンリッチ両性高分子１及び同２としては、それぞれ１種を使用することも、２種以上を併用することもでき、カチオンリッチ両性高分子及びアニオンリッチ両性高分子、又はカチオンリッチ両性高分子１及び同２の１種づつを使用することが簡便であり好ましい。
【００２８】
２．（Ｂ）カチオン性高分子
（Ｂ）成分は、（メタ）アクリレート系カチオン性単量体を必須構成単量体単位とするカチオン性高分子である。
（Ｂ）成分としては、（メタ）アクリレート系カチオン性単量体を必須構成単量体単位とする重合体であれば、種々の重合体が使用可能である。
【００２９】
（メタ）アクリレート系カチオン性単量体としては、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート及びジエチルアミノ−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート等のジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレートの塩酸塩及び硫酸塩等の３級塩、並びにジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレートの塩化メチル付加物等のハロゲン化アルキル付加物及び塩化ベンジル付加物等のハロゲン化アリール付加物等の４級塩等が挙げられる。
【００３０】
本発明では、これら（メタ）アクリレート系カチオン性単量体の中でも、アクリレート系カチオン性単量体を使用することが、得られる高分子の分子量が高いものとなり、最終的に得られる組成物を高分子凝集剤等として使用した場合の性能が優れたものとなるため好ましい。
【００３１】
（Ｂ）成分としては、（メタ）アクリレート系カチオン性単量体に必要に応じて、ノニオン性単量体を共重合体したものであっても良い。
ノニオン性単量体としては、前記１．で挙げたものと同様の単量体を使用することができる。これらの中でも、（メタ）アクリルアミドが好ましい。
いずれの単量体も、単独又は２種以上を使用することができる。
【００３２】
（Ｂ）成分の分子量としては、０．５％塩粘度が１０〜１２０ｍＰａ・ｓのものが好ましく、後記する高分子凝集剤として使用する場合、安定した脱水処理を達成するためには、１５〜９０ｍＰａ・ｓがより好ましい。
【００３３】
（Ｂ）成分の製造方法については特に制限はなく、一般的な重合方法を採用することができる。例えば、前記１．で挙げた方法と同様の方法が採用できる。
得られたゲル状の重合体の処理方法も、前記１．で挙げた方法と同様の方法が採用できる。
（Ｂ）成分は、粉末状品のものが好ましく使用される。
【００３４】
（Ｂ）成分としては、（メタ）アクリレート系カチオン性単量体とノニオン性単量体の共重合体が好ましく、より好ましくは（メタ）アクリレート系カチオン性単量体と（メタ）アクリルアミドの共重合体である。この場合、（メタ）アクリレート系カチオン性単量体の共重合割合としては、目的に応じて適宜設定すれば良く、１〜９５モル％が好ましい。
本発明の組成物を高分子凝集剤として使用する場合において、繊維分が少なく、カチオン要求量の高い、下水、養豚及び染色等の汚泥に対して使用する場合には、（Ｂ）成分として、（メタ）アクリレート系カチオン性単量体単位が５０〜９５モル％有する高分子を使用することが好ましい。又、製紙排水等の繊維分が比較的多く、カチオン要求量の低い汚泥に対しては、（メタ）アクリレート系カチオン性単量体単位が１〜５０モル％有する高分子を使用することが好ましい。
【００３５】
３．組成物
本発明の組成物は、前記（Ａ）成分及び（Ｂ）成分を混合することにより製造することができる。又、後記する汚泥の脱水や抄紙工程においては、それぞれの成分を別々に添加することもできる。
組成物における（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の割合としては、目的に応じて適宜設定すれば良い。好ましい割合としては、（Ａ）成分が４０〜９９質量％及び（Ｂ）成分が１〜６０質量％の範囲であり、より好ましくは（Ａ）成分が５０〜９５質量％及び（Ｂ）成分が５〜５０質量％の範囲である。
【００３６】
４．用途
本発明の組成物は、種々の用途に応用することが可能である。例えば、高分子凝集剤及び塗料用等の増粘剤等が挙げられる。高分子凝集剤としては、汚泥脱水剤、及び歩留向上剤等の製紙工程における抄紙用薬剤等が挙げられる。
本発明で得られる組成物は、高分子凝集剤として有用なものであり、特に汚泥脱水剤及び歩留向上剤として有用なものであり、特に汚泥脱水剤として有用なものである。
以下、汚泥脱水剤及び歩留向上剤について説明する。
【００３７】
１）汚泥脱水剤及び汚泥の脱水方法
本発明の組成物は、特に汚泥脱水剤として有用なものである。
本発明の組成物を汚泥脱水剤として使用する場合は、組成物に、硫酸水素ナトリウム、硫酸ナトリウム及びスルファミン酸等、脱水処理に悪影響がでないかぎり公知の添加剤と混合して使用しても良い。
本発明の汚泥脱水剤（以下高分子凝集剤ということもある）は、種々の汚泥に適用可能であり、下水、し尿、並びに食品工業、化学工業及びパルプ又は製紙工業汚泥等の一般産業排水で生じる有機性汚泥及び凝集沈降汚泥を含む混合汚泥等を挙げることができる。
本発明の汚泥脱水剤は、特に繊維分が少ない汚泥、即ち余剰比率の高い汚泥に好ましく適用できるものである。具体的には、余剰比率が２０ＳＳ％以上の汚泥に好ましく適用でき、より好ましくは２０〜８０ＳＳ％の汚泥に適用できる。
【００３８】
本発明の汚泥脱水剤を使用する脱水方法は、具体的には、汚泥に汚泥脱水剤を添加した後、これにより汚泥フロックを形成させるものである。フロックの形成方法は、公知の方法に従えば良い。
【００３９】
又、必要に応じて、無機凝集剤、有機カチオン性化合物及びアニオン性高分子凝集剤を併用することができる。
【００４０】
無機凝集剤としては、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、塩化第二鉄及び硫酸第一鉄及びポリ硫酸鉄等を例示できる。
【００４１】
有機カチオン性化合物としては、ポリマーポリアミン、ポリアミジン及びカチオン性界面活性剤等を例示できる。
【００４２】
無機凝集剤又は有機カチオン性化合物を添加した場合においては、ｐＨを４〜８とすることが、より効果的に汚泥の処理を行うことができるため好ましい。
ｐＨの調整方法としては、無機凝集剤又は有機カチオン性化合物を添加した後、当該ｐＨ値を満たす場合は、特にｐＨ調整の必要はないが、本発明で限定する範囲を満たさない場合は、酸又はアルカリを添加して調整する。
酸としては、塩酸、硫酸、酢酸及びスルファミン酸等を挙げることができる。又、アルカリとしては、苛性ソーダ、苛性カリ、消石灰及びアンモニア等が挙げられる。
【００４３】
アニオン性高分子凝集剤としては、前記したアニオン性単量体の単独重合体及び前記したアニオン性単量体及びノニオン性単量体の共重合体等を挙げることができる。
【００４４】
本発明において、繊維分が少ない汚泥、即ち余剰比率の高い汚泥を使用する場合においては、アニオン性高分子凝集剤と併用することが好ましい。
この場合において、凝集剤の汚泥への添加の順序としては、アニオン性高分子凝集剤を添加した後、高分子凝集剤を添加することが好ましい。
アニオン性高分子凝集剤としては、アニオン性単量体単位が３０モル％以上の共重合割合である共重合体が好ましく、４０モル％以上の共重合割合である共重合体がより好ましい。
この場合、アニオン性高分子凝集剤及び高分子凝集剤の併用割合としては、使用する全高分子凝集剤の合計量に対して、アニオン性高分子凝集剤が１〜７０質量％、高分子凝集剤が９９〜３０質量％であることが好ましい。
【００４５】
又、汚泥に添加する凝集剤は、使用する全高分子凝集剤の合計したカチオン性単量体単位とアニオン性単量体単位の割合が、下記式（４）を満足する様に添加することが好ましい。
【００４６】
【式５】
０．３≦Ｃａａｌｌ／Ａｎａｌｌ≦１５（４）
【００４７】
〔尚、上記式（４）において、Ｃａａｌｌ及びＡｎａｌｌは、それぞれ、全使用高分子凝集剤の全アニオン性単量体単位量及び全カチオン性単量体単位量の合計量を１００モルに換算した場合における、全カチオン性単量体単位量及び全アニオン性単量体単位量のモル数を表す。〕
この範囲外で使用すると、フロックの造粒性が乏しくなったり、全凝集剤添加量が異常に増加したりし、得られるケーキの含水率が高くなることがある。
【００４８】
高分子凝集剤の汚泥に対する添加割合としては、５〜５００ｐｐｍが好ましく、ＳＳに対しては０．０５〜１質量％が好ましい。高分子凝集剤とその他の高分子凝集剤を併用する場合は、全高分子凝集剤の合計量が前記添加割合を満たすことが好ましい。
【００４９】
汚泥脱水剤、その他凝集剤の添加量、攪拌速度、攪拌時間等は、従来行われている脱水条件に従えば良い。
【００５０】
このようにして形成したフロックは、公知の手段を用いて脱水し、脱水ケーキとする。
【００５１】
脱水装置としては、スクリュープレス型脱水機、ベルトプレス型脱水機、フィルタープレス型脱水機及びスクリューデカンター等を例示することが出来る。
【００５２】
又、本発明の汚泥脱水剤は、濾過部を有する造粒濃縮槽を使用する脱水方法にも適用可能である。
具体的には、汚泥に、無機凝集剤を添加し、さらに汚泥脱水剤を添加した後、又は汚泥脱水剤と共に、該汚泥を濾過部を有する造粒濃縮槽に導入し、該濾過部からろ液を取り出すと共に造粒し、この造粒物を脱水機で脱水処理する方法等が挙げられる。
【００５３】
２）歩留向上剤及び抄紙方法
本発明の組成物を歩留向上剤として使用する場合、組成物原料としては、粉末状のものが好ましい。又、実際の使用に当たっては、組成物原料を水に溶解させ、０．０１〜０．５質量％水溶液として使用することが好ましく、より好ましくは０．０１〜０．１質量％水溶液である。
歩留向上剤の使用方法としては常法に従えば良く、例えば、紙料を抄紙機に送入する最終濃度に希釈する際、又は希釈後に添加する。
【００５４】
歩留向上剤が適用される紙料としては、通常の抄紙工程で使用されるものであればよく、通常、少なくともパルプ及び填料を含み、必要に応じて填料以外の添加剤、具体的には、サイズ剤、定着剤、紙力増強剤及び着色剤等を含むものである。
填料としては、白土、カオリン、アガライト、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸石灰、硫酸バリウム、酸化亜鉛及び酸化チタン等が挙げられる。サイズ剤としては、アクリル酸・スチレン共重合体等が挙げられ、定着剤としては、硫酸バンド、カチオン澱粉及びアルキルケテンダイマー等が挙げられ、紙力増強剤としては、澱粉及びカチオン性又は両性ポリアクリルアミド等が挙げられる。
【００５５】
歩留向上剤の添加方法としては、組成物の水溶液を添加することもでき、又は組成物原料の両性高分子の水溶液を添加した後、別の両性高分子の水溶液を添加することもできる。
歩留向上剤の好ましい添加割合としては、紙料中の乾燥パルプ質量当たり、０．０５〜０．８質量％が好ましく、より好ましくは０．０５〜０．５質量％である。
歩留向上剤の添加後の紙料のｐＨとしては、５〜１０に維持することが好ましく、より好ましくは５〜８である。歩留向上剤の添加後に、紙料は直ちに抄紙機に送入される。
【００５６】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げ、本発明をより具体的に説明する。
なお、以下において、「部」とは質量部を意味する。
各例で使用した両性高分子及びアニオン性高分子凝集剤は、それぞれ下記表１及び表２に示す粉状のものを使用した。
又、各表における略号は、以下の意味を示す。
・ＤＡＣ：ジメチルアミノエチルアクリレートの塩化メチル４級塩
・ＡＡ：アクリル酸
・ＡＭＤ：アクリルアミド
【００５７】
【表１】

【００５８】
【表２】

【００５９】
○実施例１（高分子凝集剤の製造）
（Ａ）成分としてＣＲ−１の２５部とＡＲ−１の７５部からなるＢＬ−１の８０部と（Ｂ）成分としてＤＡＣとＡＭＤの共重合体であるアクリレート系カチオン性高分子（ＤＡＣの共重合割合：２５モル％、０．５％塩粘度＝８０ｍＰａ．ｓ、以下Ｃ−２５という）２０部を混合して、高分子凝集剤ＡＣＢＬ−１を製造した。
【００６０】
○実施例２〜同３（高分子凝集剤の製造）
（Ａ）成分及び（Ｂ）成分として、下記表４に示す高分子を使用する以外は実施例１と同様の方法により、高分子凝集剤を製造した。
【００６１】
【表３】

【００６２】
【表４】

【００６３】
○実施例４（汚泥の脱水方法）
古紙パルプ排水のスカム排水（ＳＳ：３９０００ｍｇ／ｌ、ＶＳＳ：２００００ｍｇ／ｌ、繊維分：８８０ｍｇ／ｌ）と余剰汚泥（ＳＳ：１２８００ｍｇ／ｌ、ＶＳＳ：９５００ｍｇ／ｌ、繊維分：４００ｍｇ／ｌ）の７０：３０（ＳＳ％）混合汚泥２００ｍｌを３００ｍｌのビーカーに採取し、これに高分子凝集剤ＡＣＢＬ−１を添加した後、空の３００ｍｌビーカーに移液し、計５回の移液操作を実施した後、スパーテルにて５０回攪拌してフロックを生成させた。この時のフロックの造粒程度を下記の３段階で評価し、得られたフロックの粒径を測定した。
その後、８０メッシュ濾布をフィルターとして用いて、前記汚泥フロック分散液を重力濾過し、１０秒後の濾液容量を測定し、これを濾過速度とした。又、濾布上のケーキの自立性と得られた濾液の外観を下記の３段階で評価した。
得られたケーキを４ｍｍφのパンチングメタルに挟み、３０ｋｇ×３分間の荷重をかけ、パンチング穴から逸脱したケーキ重量を秤ると共に、濾布への剥離性を下記の３段階で評価した。
【００６４】
・造粒性
優；攪拌すると直ちに粒径の大きなフロックを形成した。良好；攪拌をしばらく続けると粒径の大きなフロックを形成した。不良；攪拌を続けても粒径の小さなフロックしか形成しなかった。
・濾過概観
優；完全に透明。良好；僅かに浮遊物有り。不良；多くの浮遊物有り。
・自立性
重力濾過時にフロック分散液を円筒に流し込み、濾過後、円筒を取り外したときにおいて、
優：完全にケーキが自力で立った。良好：僅かにケーキが流れた。不良：ケーキが流れてしまった。
・剥離性
ケーキを濾布からはがした時における濾布の状況が、
優：全く汚れなかった。良好：僅かに汚れた。不良：汚れてしまった。
【００６５】
○実施例５〜同８（汚泥の脱水方法）
汚泥に、表５に示すアニオン性高分子凝集剤を添加した後、表５に示す高分子凝集剤を添加する以外は実施例４と同様にして、汚泥の脱水処理を行なった。
実施例４と同様に評価した結果を表５に示す。
【００６６】
【表５】

【００６７】
○比較例１〜４（汚泥の脱水方法）
汚泥に、表６に示すアニオン性高分子凝集剤及び高分子凝集剤を使用した以外は実施例４と同様にして、汚泥の脱水処理を行なった。
実施例４と同様に評価した結果を表６に示す。
【００６８】
【表６】

【００６９】
○実施例９（汚泥の脱水方法）
製紙・パルプ排水混合汚泥（ＳＳ：３７１００ｍｇ／ｌ、ＶＳＳ：２４０００ｍｇ／ｌ、繊維分：８０００ｍｇ／ｌ）２００ｍｌを３００ｍｌのビーカーに採取し、高分子凝集剤ＡＣＢＬ−３を添加した以外は、実施例４と同様の方法で汚泥の脱水処理を行った。
実施例４と同様に評価した結果を表７示す。
【００７０】
○実施例１０（汚泥の脱水方法）
実施例９と同様の汚泥に、表７に示すアニオン性高分子凝集剤を添加した後、表７に示す高分子凝集剤を添加する以外は実施例９と同様にして、汚泥の脱水処理を行なった。
実施例４と同様に評価した結果を表７に示す。
【００７１】
【表７】

【００７２】
○比較例５〜７（汚泥の脱水方法）
実施例９と同様の汚泥に、表８に示すアニオン性高分子凝集剤及び高分子凝集剤を使用した以外は実施例９と同様にして、汚泥の脱水処理を行なった。
実施例４と同様に評価した結果を表８に示す。
【００７３】
【表８】

【００７４】
【発明の効果】
本発明の組成物は、高分子凝集剤として使用した場合、汚泥脱水剤として、種々の汚泥に対して、特に余剰比率の高い汚泥に対しても、濾過速度が速く、得られるフロックは粒径が大きく、自立性及び剥離性に優れるという各種凝集脱水性能に優れたものとなる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a composition and a polymer flocculant having excellent coagulation and dewatering properties, a high filtration rate, and excellent coagulation and dehydration performance capable of obtaining an excellent floc, and a sludge dewatering method using the same. It is.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a cationic polymer flocculant is used alone for sludge dehydration treatment. However, in recent years, due to an increase in the amount of sludge generated and deterioration of sludge properties, a conventional cationic polymer flocculant has been used. The treatment state is not always satisfactory in terms of the treatment amount, the water content of the dewatered cake, the SS recovery rate, and the removability of the cake from the filter cloth, and it is required to improve these points. ing.
[0003]
In order to improve these disadvantages of the conventional cationic polymer flocculant, various amphoteric polymer flocculants and various dehydration methods using the same have been proposed.
For example, (1) A method of dewatering sludge by adding a specific ion equivalent of a cation-rich amphoteric polymer flocculant to an organic sludge having a pH of 5 to 8 to which an inorganic flocculant containing no inorganic sludge is added (see Patent Document 1) (2) A method for dewatering sludge using an acrylate-based cationic polymer flocculant and an amphoteric polymer flocculant in combination with organic sludge having a pH of 5 to 8 (see Patent Document 2), and (3) an inorganic flocculant for sludge And the pH is set to less than 5, and a dehydration method in which an anion-rich amphoteric polymer flocculant having a specific composition is added (Patent Document 3) and (4) an inorganic flocculant, an anionic polymer flocculant and a cation rich in wastewater There is known a method of treating organic wastewater in which an amphoteric polymer flocculant is sequentially added (see Patent Document 4).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 5-56199 (Claims)
[Patent Document 2]
Japanese Patent No. 2933627 (Claims)
[Patent Document 3]
Japanese Patent Publication No. 6-239 (Claims)
[Patent Document 4]
JP-A-6-134213 (Claims)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, although the dehydration methods (1) to (4) have some features, they are not necessarily effective methods for the recent tendency of hardly dewatering wastewater. .
That is, since there is a demand for lowering the COD value after the wastewater treatment, the ratio of the activated sludge treatment to the wastewater is higher than before, and the sludge subjected to the sludge dewatering treatment contains a large amount of excess sludge. In papermaking wastewater, since the recovery rate of the fiber content in the wastewater is increasing, the fiber content in the sludge is low, and the conventional polymer flocculant and the sludge dewatering method may not be able to cope with it.
[0006]
The present inventor has studied diligently to find a composition, a polymer flocculant and a method of dewatering sludge which are excellent in coagulation and dewatering performance for various sludges, and particularly excellent in coagulation and dewatering performance even for sludge having a large surplus ratio. I went.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted various studies to solve the above problems, and as a result, have found that two or more amphoteric polymers having different copolymerization ratios of a cationic monomer unit and an anionic monomer unit, ) We found that a composition using an acrylate-based cationic polymer in combination was effective, and completed the present invention.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In this specification, acrylate or methacrylate is represented as (meth) acrylate, acrylamide or methacrylamide is represented as (meth) acrylamide, acrylic acid or methacrylic acid is represented as (meth) acrylic acid, and acrylonitrile or methacrylonitrile is used. Is represented as (meth) acrylonitrile.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1. (A) Two or more types of amphoteric polymers (A) are two or more types of amphoteric polymers having a cationic monomer unit and an anionic monomer unit, and having different proportions of the monomer units. is there.
The amphoteric polymer constituting the component (A) may be a copolymer having a cationic monomer unit and an anionic monomer unit as essential constituent monomer units.
[0009]
Examples of the cationic monomer include dialkylaminoalkyl (meth) acrylates such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, and diethylamino-2-hydroxypropyl (meth) acrylate. Tertiary salts; quaternary salts such as alkyl halide adducts such as methyl chloride adduct of dialkylaminoalkyl (meth) acrylate and aryl halide adducts such as benzyl chloride adduct; N, N-dimethyl (meth) acrylamide Tertiary salts such as hydrochloride salts and sulfate salts of dialkyl (meth) acrylamide and the like; halogenated alkyl adducts such as methyl chloride adduct of dialkyl (meth) acrylamide and aryl halide adducts such as benzyl chloride adduct and the like. And the like.
[0010]
Examples of the anionic monomer include (meth) acrylic acid and alkali metal salts or ammonium salts such as sodium salt thereof; maleic acid and the like and alkali metal salts thereof; acrylamide alkylalkane sulfone such as acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid Acid and its alkali metal salt or ammonium salt; and vinyl sulfonic acid and its alkali metal salt or ammonium salt.
[0011]
As the amphoteric polymer, a monomer other than the above-mentioned monomers, specifically, a nonionic monomer may be used in combination, if necessary. Nonionic monomers include (meth) acrylamide, dialkylaminoalkyl (meth) acrylates such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate, dialkylaminoalkyl (meth) acrylamides such as dialkylaminopropyl (meth) acrylamide, styrene, acrylonitrile , Vinyl acetate, alkyl (meth) acrylate, alkoxyalkyl (meth) acrylate, vinyl pyridine, vinyl imidanol and allylamine. Among these, (meth) acrylamide is preferred.
[0012]
Any of these monomers can be used alone or in combination of two or more.
[0013]
Preferred combinations of the monomers in the present invention include (1) a tertiary or quaternary salt of dialkylaminoalkyl acrylate as a cationic monomer, and an acrylate and a nonionic monomer as an anionic monomer. (2) tertiary or quaternary salt of dialkylaminoalkyl methacrylate as a cationic monomer, acrylate as anionic monomer and acrylamide as a nonionic monomer And (3) tertiary or quaternary salt of dialkylaminoalkyl methacrylate and tertiary or quaternary salt of dialkylaminoalkyl acrylate as cationic monomers, acrylate and nonionic as anionic monomers There is a copolymer composed of acrylamide as a monomer.
[0014]
The amphoteric polymer in the present invention preferably has a 0.5% salt viscosity of 10 to 120 mPa · s, which is an index of the molecular weight, when used as a polymer flocculant described later. In order to achieve the dehydration treatment described above, the pressure is more preferably 15 to 90 mPa · s.
In the present invention, the 0.5% salt viscosity refers to a sample obtained by dissolving 0.5% of an amphoteric polymer in a 4% aqueous sodium chloride solution at 25 ° C. using a B-type viscometer with a rotor No. It refers to the value measured at 60 rpm using 1 or 2.
[0015]
The method for producing the amphoteric polymer is not particularly limited, and a general polymerization method can be employed. For example, in the case of aqueous solution polymerization, thermal radical polymerization is performed using potassium persulfate, ammonium persulfate, 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride, a redox polymerization initiator, or the like as a polymerization initiator. And photoradical polymerization by irradiating ultraviolet rays using a benzoin and acetophenone type photopolymerization initiator. In the case of reverse-phase emulsion polymerization, the polymerization may be carried out using a water-insoluble initiator such as azobisisobutyronitrile and benzoyl peroxide in addition to the polymerization initiator.
[0016]
The obtained gel polymer is then cut and cut by a known method. The shredded polymer is dried at a temperature of about 60 to 150 ° C. using a dryer such as a band dryer, a rotary dryer, a far-infrared dryer and a vibrating fluid dryer, and a roll grinder. And the like to make a powdery copolymer, and the particle size is adjusted.
As the amphoteric polymer of the composition raw material of the present invention, a powdery product is preferably used.
[0017]
As the component (A) of the present invention, any component may be used as long as it contains two or more amphoteric polymers having different proportions of the cationic monomer unit and the anionic monomer unit.
[0018]
Preferable combinations of amphoteric polymers include those in which the molar ratio Ca / An of cationic monomer units to anionic monomer units satisfies Ca / An ≧ 1 (hereinafter referred to as cation-rich amphoteric polymer). Those satisfying Ca / An <1 (hereinafter referred to as an anion-rich amphoteric polymer) are used in combination. The cation-rich amphoteric polymer preferably has a Ca / An of 1.5 to 10.0, and the anion-rich amphoteric polymer preferably has a Ca / An of 0.5 to 0.9.
The cation-rich amphoteric polymer and the anion-rich amphoteric polymer can be obtained by copolymerizing a cationic monomer unit and an anionic monomer unit so as to satisfy the monomer unit ratio.
[0019]
As another preferable combination of the amphoteric polymers, the ratio of the cationic monomer unit and the anionic monomer unit in the amphoteric polymer satisfies the following formula (1) (hereinafter, cation-rich amphoteric polymer 1). ) And an amphoteric polymer satisfying the following formula (2) (hereinafter referred to as a cation-rich amphoteric polymer 2), and further, those satisfying the formula (3).
[0020]
[Equation 2]
Ca ₁ / An ₁ ≧ 1 (1)
[0021]
[Equation 3]
Ca ₂ / An ₂ ≧ 1 (2)
[0022]
(Equation 4)
| (Ca ₁ −An ₁ ) − (Ca ₂ −An ₂ ) | ≧ 1.5 (3)
[0023]
[In the above formulas (1) to (3), Ca ₁ and An ₁ are all cations when the total amount of all the constituent monomer units in the cation-rich amphoteric polymer 1 is converted to 100 mol. Represents the number of moles of the cationic monomer unit amount and the total anionic monomer unit amount, and Ca ₂ and An ₂ represent the total cationic monomer unit amount in the cation-rich amphoteric polymer 2 in the same manner as described above. It represents the number of moles of the total amount of anionic monomer units. ]
[0024]
The ratio of Ca ₁ / An ₁ is preferably from 1.2 to 40.0, and the ratio of Ca ₂ / An ₂ is preferably from 1.2 to 40.0.
| (Ca ₁ -An ₁ )-(Ca ₂ -An ₂ ) | is preferably 1.5 to 40.0. If the value is less than 1.5, when used as a flocculant, high-performance flocculant performance as in the present invention may not be exhibited.
[0025]
The cation-rich amphoteric polymers 1 and 2 can be obtained by copolymerizing a cationic monomer unit and an anionic monomer unit so as to satisfy the monomer unit ratio.
[0026]
The proportion of the amphoteric polymer in the component (A) may be appropriately set according to the purpose.
When a cation-rich amphoteric polymer and an anion-rich amphoteric polymer are used together, the cation-rich amphoteric polymer is preferably in a range of 20 to 60% by mass and the anion-rich amphoteric polymer is preferably in a range of 40 to 80% by mass.
When the cation-rich amphoteric polymers 1 and 2 are used in combination, the cation-rich amphoteric polymer 1 is preferably in a range of 10 to 90% by mass and the cation-rich amphoteric polymer 2 is preferably in a range of 90 to 10% by mass.
[0027]
As the cation-rich amphoteric polymer and the anion-rich amphoteric polymer, or the cation-rich amphoteric polymers 1 and 2, each may be used alone or in combination of two or more. It is convenient and preferable to use one each of an anion-rich amphoteric polymer or a cation-rich amphoteric polymer 1 and 2.
[0028]
2. (B) Cationic polymer The component (B) is a cationic polymer having a (meth) acrylate-based cationic monomer as an essential constituent monomer unit.
As the component (B), various polymers can be used as long as the polymer has a (meth) acrylate-based cationic monomer as an essential constituent monomer unit.
[0029]
Examples of the (meth) acrylate-based cationic monomer include dialkylaminoalkyl (meth) acrylate hydrochlorides such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, and diethylamino-2-hydroxypropyl (meth) acrylate. And quaternary salts such as halogenated alkyl adducts such as methyl chloride adducts of dialkylaminoalkyl (meth) acrylates and aryl halide adducts such as benzyl chloride adducts. .
[0030]
In the present invention, among these (meth) acrylate-based cationic monomers, the use of an acrylate-based cationic monomer results in a polymer having a high molecular weight, and a finally-obtained composition When used as a polymer flocculant or the like, the performance is excellent, which is preferable.
[0031]
The component (B) may be a copolymer of a (meth) acrylate-based cationic monomer and a nonionic monomer, if necessary.
As the nonionic monomer, the above-mentioned 1. The same monomers as those described above can be used. Among these, (meth) acrylamide is preferred.
Any of these monomers can be used alone or in combination of two or more.
[0032]
The molecular weight of the component (B) is preferably 0.5% salt viscosity of 10 to 120 mPa · s, and when used as a polymer flocculant described later, in order to achieve a stable dehydration treatment, 15 to 15 mPa · s. 90 mPa · s is more preferred.
[0033]
The method for producing the component (B) is not particularly limited, and a general polymerization method can be employed. For example, 1. The same method as that described above can be adopted.
The method for treating the obtained gel polymer is also described in 1. above. The same method as that described above can be adopted.
As the component (B), a powdery product is preferably used.
[0034]
As the component (B), a copolymer of a (meth) acrylate-based cationic monomer and a nonionic monomer is preferable, and more preferably, a copolymer of a (meth) acrylate-based cationic monomer and (meth) acrylamide is used. It is a polymer. In this case, the copolymerization ratio of the (meth) acrylate-based cationic monomer may be appropriately set according to the purpose, and is preferably 1 to 95 mol%.
When the composition of the present invention is used as a polymer flocculant, when it is used for sludge having a low fiber content and a high cation demand, such as sewage, swine raising, and dyeing, as the component (B), It is preferable to use a polymer having 50 to 95 mol% of (meth) acrylate-based cationic monomer units. For sludge having a relatively large fiber content such as papermaking wastewater and a low cation requirement, it is preferable to use a polymer having 1 to 50 mol% of a (meth) acrylate-based cationic monomer unit. .
[0035]
3. Composition The composition of the present invention can be produced by mixing the components (A) and (B). In the later-described sludge dewatering and papermaking processes, each component can be added separately.
The ratio of the component (A) and the component (B) in the composition may be appropriately set according to the purpose. As a preferable ratio, the component (A) is in the range of 40 to 99% by mass and the component (B) is in the range of 1 to 60% by mass, and more preferably the component (A) is 50 to 95% by mass and the component (B) is It is in the range of 5 to 50% by mass.
[0036]
4. Uses The composition of the present invention can be applied to various uses. For example, polymer flocculants and thickeners for paints and the like can be mentioned. Examples of the polymer flocculant include a papermaking chemical in a papermaking process such as a sludge dewatering agent and a retention aid.
The composition obtained in the present invention is useful as a polymer flocculant, particularly useful as a sludge dewatering agent and a retention aid, and particularly useful as a sludge dewatering agent.
Hereinafter, the sludge dewatering agent and the yield improver will be described.
[0037]
1) Sludge dewatering agent and sludge dewatering method The composition of the present invention is particularly useful as a sludge dewatering agent.
When the composition of the present invention is used as a sludge dewatering agent, the composition may be used in combination with a known additive, such as sodium hydrogen sulfate, sodium sulfate and sulfamic acid, as long as the dehydration treatment is not adversely affected. .
The sludge dewatering agent of the present invention (hereinafter also referred to as a polymer flocculant) is applicable to various sludges, and is used in general industrial wastewater such as sewage, night soil, and sludge in the food industry, chemical industry, and pulp or paper industry. Mixed sludge including the resulting organic sludge and coagulated settled sludge can be mentioned.
The sludge dewatering agent of the present invention can be preferably applied to sludge having a low fiber content, that is, sludge having a high surplus ratio. Specifically, it can be preferably applied to sludge having a surplus ratio of 20 SS% or more, and more preferably, to sludge having a surplus ratio of 20 to 80 SS%.
[0038]
In the dewatering method using the sludge dewatering agent of the present invention, specifically, a sludge dewatering agent is added to sludge, and thereby sludge flocs are formed. The method for forming the flocs may be a known method.
[0039]
If necessary, an inorganic coagulant, an organic cationic compound and an anionic polymer coagulant can be used in combination.
[0040]
Examples of the inorganic coagulant include aluminum sulfate, polyaluminum chloride, ferric chloride, ferrous sulfate, and polyiron sulfate.
[0041]
Examples of the organic cationic compound include polymer polyamines, polyamidines, and cationic surfactants.
[0042]
When an inorganic coagulant or an organic cationic compound is added, it is preferable to adjust the pH to 4 to 8 because the sludge can be more effectively treated.
As a method for adjusting the pH, if an inorganic coagulant or an organic cationic compound is added and then the pH value is satisfied, no particular pH adjustment is required. Or, it is adjusted by adding an alkali.
Examples of the acid include hydrochloric acid, sulfuric acid, acetic acid, and sulfamic acid. Examples of the alkali include caustic soda, caustic potash, slaked lime, and ammonia.
[0043]
Examples of the anionic polymer coagulant include a homopolymer of the above-described anionic monomer and a copolymer of the above-described anionic monomer and nonionic monomer.
[0044]
In the present invention, when using sludge having a small fiber content, that is, sludge having a high surplus ratio, it is preferable to use the sludge together with an anionic polymer flocculant.
In this case, the order of adding the flocculant to the sludge is preferably to add the polymer flocculant after adding the anionic polymer flocculant.
As the anionic polymer coagulant, a copolymer having an anionic monomer unit having a copolymerization ratio of 30 mol% or more is preferable, and a copolymer having a copolymerization ratio of 40 mol% or more is more preferable.
In this case, as the combined ratio of the anionic polymer flocculant and the polymer flocculant, the amount of the anionic polymer flocculant is 1 to 70% by mass, and Is preferably from 99 to 30% by mass.
[0045]
The flocculant to be added to the sludge may be added so that the total ratio of cationic monomer units and anionic monomer units of all the polymer flocculants used satisfies the following formula (4). preferable.
[0046]
(Equation 5)
0.3 ≦ Caall / Anall ≦ 15 (4)
[0047]
[In the above formula (4), Caall and Anal are respectively converted to the total amount of all anionic monomer units and all cationic monomer units of all polymer flocculants used in 100 mol. In this case, the total number of the cationic monomer units and the total number of the anionic monomer units are represented by the number of moles. ]
If used outside this range, the floc may have poor granulation properties, the total amount of flocculant added abnormally increases, and the resulting cake may have a high water content.
[0048]
The addition ratio of the polymer flocculant to the sludge is preferably 5 to 500 ppm, and is preferably 0.05 to 1% by mass with respect to SS. When a polymer coagulant is used in combination with another polymer coagulant, the total amount of all the polymer coagulants preferably satisfies the above-mentioned addition ratio.
[0049]
The addition amount of the sludge dewatering agent and other coagulants, the stirring speed, the stirring time, and the like may be in accordance with conventionally performed dehydration conditions.
[0050]
The floc thus formed is dehydrated using a known means to obtain a dewatered cake.
[0051]
Examples of the dehydrator include a screw press dehydrator, a belt press dehydrator, a filter press dehydrator, and a screw decanter.
[0052]
Further, the sludge dewatering agent of the present invention is also applicable to a dewatering method using a granulation and concentration tank having a filtration unit.
Specifically, to the sludge, after adding an inorganic flocculant and further adding a sludge dewatering agent, or together with the sludge dewatering agent, the sludge is introduced into a granulation and concentration tank having a filtration unit, and filtered from the filtration unit. A method of taking out the liquid, granulating the granulated product, and dehydrating the granulated product with a dehydrator is used.
[0053]
2) Retention improver and papermaking method When the composition of the present invention is used as a retention enhancer, the composition raw material is preferably a powder. Further, in actual use, it is preferable to dissolve the composition raw material in water and use it as a 0.01 to 0.5% by mass aqueous solution, more preferably a 0.01 to 0.1% by mass aqueous solution.
The method for using the retention aid may be a conventional method, and is added, for example, when diluting the stock to the final concentration to be fed into a paper machine or after the dilution.
[0054]
The paper material to which the retention aid is applied may be any material used in a normal papermaking process, and usually contains at least pulp and filler, and if necessary, additives other than filler, specifically, , A sizing agent, a fixing agent, a paper strength enhancer, a coloring agent and the like.
Examples of the filler include clay, kaolin, agarite, talc, calcium carbonate, magnesium carbonate, lime sulfate, barium sulfate, zinc oxide and titanium oxide. Examples of the sizing agent include acrylic acid / styrene copolymers, and examples of the fixing agent include a sulfuric acid band, cationic starch and alkyl ketene dimer, and examples of the paper strength enhancer include starch and cationic or amphoteric poly. Acrylamide and the like can be mentioned.
[0055]
As a method for adding the retention aid, an aqueous solution of the composition can be added, or an aqueous solution of the amphoteric polymer as a raw material of the composition can be added, and then another aqueous solution of the amphoteric polymer can be added.
The preferable addition ratio of the retention aid is 0.05 to 0.8% by mass, more preferably 0.05 to 0.5% by mass, based on the dry pulp mass in the paper stock.
The pH of the stock after the addition of the retention aid is preferably maintained at 5 to 10, more preferably 5 to 8. After the addition of the retention aid, the stock is immediately sent to the paper machine.
[0056]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples.
In the following, “parts” means parts by mass.
As the amphoteric polymer and the anionic polymer flocculant used in each example, powdery ones shown in Tables 1 and 2 below were used.
The abbreviations in each table have the following meanings.
-DAC: quaternary methyl chloride salt of dimethylaminoethyl acrylate-AA: acrylic acid-AMD: acrylamide
[Table 1]

[0058]
[Table 2]

[0059]
-Example 1 (production of polymer flocculant)
(A) 80 parts of BL-1 consisting of 25 parts of CR-1 and 75 parts of AR-1 as a component, and an acrylate-based cationic polymer (DAC of DAC) which is a copolymer of DAC and AMD as a component (B). (Polymerization ratio: 25 mol%, 0.5% salt viscosity = 80 mPa.s, hereinafter referred to as C-25) 20 parts were mixed to produce a polymer flocculant ACBL-1.
[0060]
○ Examples 2 and 3 (Production of polymer flocculant)
A polymer flocculant was produced in the same manner as in Example 1 except that the polymers shown in Table 4 below were used as the components (A) and (B).
[0061]
[Table 3]

[0062]
[Table 4]

[0063]
○ Example 4 (Sludge dewatering method)
Waste paper pulp wastewater scum wastewater (SS: 39000 mg / l, VSS: 20000 mg / l, fiber content: 880 mg / l) and excess sludge (SS: 12800 mg / l, VSS: 9500 mg / l, fiber content: 400 mg / l) 200 ml of 70:30 (SS%) mixed sludge was collected in a 300 ml beaker, a polymer flocculant ACBL-1 was added thereto, and then transferred to an empty 300 ml beaker, and a total of 5 transfer operations were performed. After that, the mixture was stirred 50 times with a spatula to generate flocs. At this time, the degree of granulation of the floc was evaluated by the following three steps, and the particle size of the obtained floc was measured.
Thereafter, the sludge floc dispersion was gravity-filtered using an 80 mesh filter cloth as a filter, and the filtrate volume after 10 seconds was measured. In addition, the self-sufficiency of the cake on the filter cloth and the appearance of the obtained filtrate were evaluated on the following three scales.
The obtained cake was sandwiched between 4 mmφ punching metals, a load of 30 kg × 3 minutes was applied, the weight of the cake deviating from the punching holes was weighed, and the releasability to the filter cloth was evaluated in the following three steps.
[0064]
Excellent granulation; floc having a large particle size was formed immediately upon stirring. Good; flocculation with a large particle size was formed when stirring was continued for a while. Poor; only floc having a small particle size was formed even when stirring was continued.
-Excellent filtration appearance; completely transparent. Good; slightly suspended matter. Poor; many floating substances.
・ When the floc dispersion is poured into the cylinder during gravity filtration, and the cylinder is removed after filtration,
Yu: The cake stood completely on its own. Good: Slight cake flow. Bad: The cake has flowed.
-The condition of the filter cloth when the peelable cake was peeled from the filter cloth,
A: It was not dirty at all. Good: Slightly soiled. Bad: dirty.
[0065]
○ Examples 5 to 8 (Sludge dewatering method)
After adding the anionic polymer flocculant shown in Table 5 to the sludge, the dewatering treatment of the sludge was performed in the same manner as in Example 4 except that the polymer flocculant shown in Table 5 was added.
Table 5 shows the results of the evaluation performed in the same manner as in Example 4.
[0066]
[Table 5]

[0067]
○ Comparative Examples 1-4 (sludge dewatering method)
The sludge was dehydrated in the same manner as in Example 4 except that the anionic polymer flocculant and the polymer flocculant shown in Table 6 were used for the sludge.
Table 6 shows the results of the evaluation performed in the same manner as in Example 4.
[0068]
[Table 6]

[0069]
○ Example 9 (Sludge dewatering method)
Except that 200 ml of papermaking / pulp wastewater mixed sludge (SS: 37100 mg / l, VSS: 24000 mg / l, fiber content: 8000 mg / l) was collected in a 300 ml beaker, and a polymer flocculant ACBL-3 was added. The sludge was dewatered in the same manner as in No. 4.
Table 7 shows the results of the evaluation performed in the same manner as in Example 4.
[0070]
○ Example 10 (Sludge dewatering method)
After adding the anionic polymer flocculant shown in Table 7 to the same sludge as in Example 9, the dewatering treatment of the sludge was performed in the same manner as in Example 9 except that the polymer flocculant shown in Table 7 was added. Done.
Table 7 shows the results of the evaluation performed in the same manner as in Example 4.
[0071]
[Table 7]

[0072]
○ Comparative Examples 5 to 7 (Sludge dewatering method)
The sludge was dehydrated in the same manner as in Example 9 except that the anionic polymer flocculant and the polymer flocculant shown in Table 8 were used.
Table 8 shows the results of the evaluation performed in the same manner as in Example 4.
[0073]
[Table 8]

[0074]
【The invention's effect】
When the composition of the present invention is used as a polymer flocculant, as a sludge dewatering agent, for various kinds of sludge, especially for sludge having a high surplus ratio, the filtration rate is high, and the obtained floc has a particle size of And excellent in various coagulation and dehydration performances such as excellent self-sustainability and peelability.

Claims

(A) two or more amphoteric polymers having a cationic monomer unit and an anionic monomer unit, wherein the ratio of the monomer units is different, and (B) a (meth) acrylate cationic monomer A composition comprising a cationic polymer having as an essential constituent monomer unit.

A polymer flocculant comprising the composition according to claim 1.

A method for dewatering sludge, comprising adding the polymer flocculant according to claim 2 to sludge and then dewatering the sludge.

The sludge dewatering method according to claim 3, further comprising using an anionic polymer flocculant in combination.

The polymer flocculant is added to the sludge so that the total ratio of cationic monomer units and anionic monomer units of all the polymer flocculants used satisfies the following formula (4). The method for dewatering sludge according to claim 3 or 4.
(Equation 1)
0.3 ≦ Caall / Anall ≦ 15 (4)
[In the above formula (4), Caall and Anal are respectively converted to the total amount of all anionic monomer units and all cationic monomer units of all polymer flocculants used in 100 mol. In this case, the total number of the cationic monomer units and the total number of the anionic monomer units are represented by the number of moles. ]